Institut für Angewandte Materialien – Werkstoffkunde

Wärmebehandlung

Die Wärmebehandlung aus der Hauptgruppe “Stoffeigenschaften ändern” umfasst Prozesse oder Prozessketten zur thermischen, thermochemischen und thermo-mechanischen Behandlung von Werkstücken. Dabei werden die in vielen Anwendungen wichtigen Bauteileigenschaften durch gezielte Heiz- und Kühlphasen und die sich dadurch einstellenden Phasenumwandlungen über die Gefügezusammensetzung, den Eigenspannungszustand und die Härte eingestellt.

In der Wärmebehandlung unterscheidet man grundsätzlich zwischen Verfahren, die eine durchgreifende Gefügeumwandlung bewirken, und Verfahren, die lediglich eine Umwandlung an der Oberfläche eines Werkstücks verursachen. Zu den erstgenannten Verfahren gehören beispielsweise das Glühen und das Härten, d. h. die thermischen Verfahren. Die zweitgenannten Verfahren zählen zu den Diffusions- und Beschichtungsverfahren bzw. zu den thermochemischen Verfahren.

Die thermochemischen Randschichthärteverfahren zeichnen sich vor allem in der Serienfertigung durch eine signifikante Steigerung der Randschichthärten und Lebensdauern bei geringen Stückkosten aus. Ziel ist es hierbei, einerseits hohe Randschichthärten einzustellen, um den Verschleiß zu minimieren. Darüberhinaus werden die Gefüge- und Eigenspannungstiefenprofile gezielt eingestellt, die i.d.R. zu einer Lebensdauerverlängerung führen.

Aktueller Fokus der Forschung liegt in der Optimierung von Wärmebehandlungsprozessen für schwerzugängliche Bauteile. Die Einstellung und Kontrolle von Mischgefügen zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften stellt dabei einen wichtigen Aspekt dar. Ziel ist es hierbei, aus der Einstellung verschiedener Gefügeanteile verbesserte Ermüdungseigenschaften im Vergleich zu konventionellen Vergütungsprozessen zu erzeugen.

Zurzeit bearbeiten wir folgende Themen in der Wärmebehandlung von Stählen und Aluminiumlegierungen: